蓄熱式高溫空氣燃燒系統(tǒng)動力學特性的數(shù)值研究.pdf

1、本論文通過對高溫空氣燃燒技術不同的研究模型和工作條件的數(shù)值模擬，研究了針對不同燃燒模型情況下燃燒方式、氧氣濃度、預熱溫度、燃氣速度等對燃燒溫度場和氮氧化物、二氧化碳等污染物排放的影響。 在對帶有二級燃料的燃燒爐的數(shù)值模擬中，通過對不同氧氣濃度、不同預熱空氣溫度和不同的二級燃氣速度對爐膛溫度場分布和污染物排放的影響分析和比較發(fā)現(xiàn)，隨著氧氣濃度的下降，爐膛內(nèi)的溫度場更加均勻，同時氮氧化物和二氧化碳的濃度也會降低?？諝忸A熱溫度升高，爐

2、膛內(nèi)平均溫度升高，并且最高溫度與最低溫度的差值減小，爐內(nèi)溫度場更加的均勻，氮氧化物生成量增加，但是增加的幅度隨著氧氣濃度的降低而減小，二氧化碳濃度相應增加但增加不大。二次燃料速度對溫度場的影響取決于燃料與空氣的混合速度和擴散反應的雙重影響。燃料速度增加，氮氧化物和二氧化碳的排放減少。 在逆向式高溫蓄熱燃燒動態(tài)的換向過程中，對換向時間、預熱空氣溫度、燃料速度對換向階段各氧氣濃度燃燒特性的影響進行分析。研究結(jié)果表明，隨著時間的推移，

3、爐膛內(nèi)火焰的最高溫度降低，平均溫度升高，爐膛溫度變得更加均勻。隨著氧氣濃度的降低，氮氧化物濃度和二氧化碳濃度隨時間變化產(chǎn)生的變化幅度減小，燃燒達到穩(wěn)定所需要時間更短，燃燒變化更加平穩(wěn)。預熱空氣溫度上升，爐膛內(nèi)的最高溫度和平均溫度都有不同程度的上升；氮氧化物生成量也相應地增加，但隨著氧氣濃度降低，影響逐步減??；爐膛內(nèi)的二氧化碳最高濃度和平均濃度也有不同程度的上升。在燃料速度為0.25m/s和0.5m/s對比分析中，綜合考慮溫度場、氮氧化物

4、濃度和二氧化碳濃度，在低氧條件下應優(yōu)先采用燃料速度為0.25m/s的燃燒方式。 在對帶有二次空氣入口且有偏置距離的雙燃燒器試驗爐模擬過程中，在同向、逆向和雙向三種工況下分別考慮了氧氣濃度的變化對爐膛內(nèi)穩(wěn)定燃燒特性和動態(tài)燃燒特性的影響。通過對比，證明了低氧條件下雙向工況由于兩個燃燒器的相互干擾作用在靜態(tài)和動態(tài)燃燒過程中更加具有優(yōu)勢。 本論文針對三個模型對高溫空氣燃燒的燃燒特性進行了分析比較，并首次對高溫空氣燃燒中雙燃燒器的